KINETIKA KIMIAMATERI:A. PERSAMAAN LAJU REAKSI DAN ORDE REAKSIB. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI DAN

HUBUNGANNYA DENGAN TEORI TUMBUKANC. WAKTU PARUH

A. PERSAMAAN LAJU REAKSI DAN ORDE REAKSI

Reaksi kimia: A2 + B2 → 2 AB Persamaan laju reaksi: V = k [A2]x[B2]y

Dimana: V = laju reaksi (Ms-1)k = konstanta laju reaksi[A2] = konsentrasi zat A (M)[B2] = konsentrasi zat B (M)x = orde reaksi zat Ay = orde reaksi zat Bx + y = orde reaksi total

Orde reaksi:1. Orde reaksi 0 : laju reaksi tidak bergantung pada konsentrasi

Persamaan reaksi yang berorde 0 : V = k [A]0

2. Orde reaksi 1 : laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi pereaksiJika konsentrasi dinaikkan dua kali, maka laju reaksinya pun akan dua kali lebih cepat dari semula, dst.

Persamaan laju reaksi: V = k [A]

3. Orde reaksi 2: Pada reaksi orde dua, kenaikan laju reaski akan sebanding dengan kenaikan konsentrasi pereaksi pangkat dua. Bila konsentrasi pereaksi dinaikkan dua kali maka laju reaksinya akan naik menjadi empat kali lipat dari semula.

Persamaan laju reaksi : V = k [A]1 [B]1 ; V = k [A]2 ; V = k [B]2

Dengan demikian, jika konsentrasi suatu zat dinaikkan a kali, maka laju reaksinya menjadi b kali; sehingga orde reaksi terhadap zat tersebut adalah :

dimana x = orde reaksi

contoh soal mengenai laju reaksi dan Orde reaksi: Persamaan kecepatan reaksi

H2 + I2 → 2 HI adalah V = k [H2][I2]. Tentukan Orde reaksi total dari persamaan di atas!

Jwb: orde reaksi zat H2 = 1orde reaksi zat I2 = 1 orde reaksi total persamaan diatas adalah 1+1 = 2

Tabel di bawah ini merupakan data dari reaksi P + Q →R + S

[P]-awal (M)

[Q]-awal (M)

Laju reaksi (M/s)

a2a3aaa

Bbb2b3b

V4v9vvv

Dari data tersebut, tentukan:a. orde reaksi Pb. orde reaksi Q

c. orde reaksi totald. persamaan laju reaksi

jawaban:a. untuk mencari orde reaksi P pilih data konsentrasi Q yang sama.

(data 1 dan 3). Perhatikan penentuan orde reaksi P berdasarkan data 1 dan 3.

, harga k1 = k3 dan Q1 = Q3 sehingga dan

dapat dihilangkan (bernilai 1).

= x = 2

b. untuk mencari orde reaksi Q pilih data konsentrasi P yang sama. (data 1 dan 4). Perhatikan penentuan orde reaksi Q berdasarkan data 1 dan 4.

, harga k1 = k4 dan P1 = P4 sehingga dan

dapat dihilangkan (bernilai 1).

1 = y = o

c. x + y = 2 + 0 = 2

d. v = k [P]2 [Q]0

v = k [P]2 1v = k [P]2

Pada penentuan kecepatan reaksi :

A + B → C + D

A awal (M) B awal (N) Kecepatan reaksi (M/s)

0.1 0.20 0.02

0.2 0.20 0.08

0.3 0.20 0.18

0.3 0.40 0.36

0.3 0.60 0.54

Data di atas tentukan:a. orde reaksi xb. orde reaksi yc. orde reaksi total

d. persamaan laju reaksie. ketetapan laju reaksi

jawaban: a. untuk mencari orde reaksi A pilih data konsentrasi B yang sama.

(data 1 dan 2). Perhatikan penentuan orde reaksi A berdasarkan data 1 dan 2.

, harga k1 = k2 dan B1 =B2 sehingga dan dapat

dihilangkan (bernilai 1).

=

x = 2

b. untuk mencari orde reaksi B pilih data konsentrasi A yang sama. (data 3 dan 4). Perhatikan penentuan orde reaksi B berdasarkan data 3 dan 4.

, harga k3 = k4 dan A3 = A4 sehingga dan

dapat dihilangkan (bernilai 1).

Y = 1c. x + y = 2 + 1 = 3

d. V = k [A]x[B]y = k [A]2 [B]1

e. k ..?Contoh soal : Ambil salah data percobaan. (misal data 1). Dari data

1 diket: [A] =0.1 M [B] = 0.2 M dan V= 0.02 M/s. Masukan ke persamaan laju reaksi yg telah diperoleh (d).V = k [A]2[B]1 0.02 M/s = k [0.1 M]2[0.2 M]1

0.02 M/s = k 1x10-2 M2 2x10-1 M0.02 M/s = k 2x10-3M3

K =

K = 1x101 M-2s-1 = 10 M-2s-1

Laju reaksi untuk reaksi: P + Q  →  R + S adalah V = k [P] [Q]2. Bila laju reaksi berlangsung 12 kali lebih cepat dari semula, maka tentukan perubahan konsentrasi P dan Q!

Jawaban:

V1 = k [P] [Q]2 ==> laju reaksi semula (V1), dimisalkan [P] = 1 dan [Q] = 1 dan harga k konstan, sehingga dpt diabaikan.

Maka V1 =[P] [Q]2 ===> V1 =[1] [1]2 ===> V1 = 1

V2 = [P] [Q]2 ==> laju reaksi 12 x semula maka V2 = 12 V1 = 12 (1) = 12

12 = [3] [2]2

12 = 12, maka [P] x 3 semula dan [Q] x 2 semula.

Persamaan kecepatan reaksi H2 + I2 → 2 HI V = k [H2][I2].

Jika konsentrasi H2 dinaikkan 2x dan I2 dinaikkan 3x, maka laju reaksi menjadi?

Jawaban:

V = k [H2][I2] ==> laju reaksi awal V1 dimisalkan [H2] = a [I2] = a ,harga k konstan, sehingga dpt diabaikan. Maka V1 = k [H2][I2] ===> V1 = [a][a] = a2

Bila [H2] dinaikkan 2x ==> [H2] = 2a, [I2] dinaikkan 3x ==> [I2] = 3a

V2 = k [H2][I2] ==> laju reaksi V2 = [2a][3a] = 6a2, V2 =6a2 sedangkan V1 = a2

V2 = 6V1 ,maka laju reaksi menjadi 6x semula.

Cara cepat:jika konsentrasi suatu zat dinaikkan a kali, maka laju reaksinya menjadi b kali; sehingga orde reaksi terhadap zat tersebut adalah :

dimana x = orde reaksi

[H2] [I2] = b[2] [3] = 6 (maka laju reaksi menjadi 6 kali semula).

Contoh soal :

Reaksi antara NO(g) dan O2 (g) adalah reaksi berorde dua terhadap NO(g) dan berorde dua untuk O2 (g). Jika konsentrasi kedua pereaksi dijadikan 3 kali konsentrasi semula. Tentukan laju reaksinya dibandingkan dengan laju semula menjadi!

Jawaban:

Reaksi berorde dua terhadap NO = [NO]2

Reaksi berorde dua terhadap O2 = [O2]2

Persamaan laju reaksinya : V = k [NO]2[O2]2

V = k [NO]2[O2]2 ==> laju reaksi awal V1 dimisalkan [NO] = a [O2] = a ,harga k konstan, sehingga dpt diabaikan. Maka V1 = k [NO]2[O2]2 ==> V1 = [a]2[a]2 = a4

Bila [NO] dinaikkan 3x ==> [O2] = 3a, [O2] dinaikkan 3x ==> [I2] = 3a

V2 = k [NO]2[O2]2 ==> laju reaksi V2 = [3a]2[3a]2 = 81a4, V2 =81a4 sedangkan V1 = a4

V2 = 81 V1 ,maka kecepatan reaksi menjadi 81x semula.

Cara cepat:jika konsentrasi suatu zat dinaikkan a kali, maka laju reaksinya menjadi b kali; sehingga orde reaksi terhadap zat tersebut adalah :

dimana x = orde reaksi

[NO]2 [O2]2 = b[3]2 [3]2 = 81 (maka laju reaksi menjadi 81 kali semula)

B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI DAN HUBUNGANNYA DENGAN TEORI TUMBUKAN

:: TEORI TUMBUKANReaksi antara molekul-molekul pereaksi terjadi apabila terjadi

tumbukan. Untuk saling bertumbukan, molekul-molekul pereaksi harus mempunyai energi kinetik minimum tertentu. Energi minimumy yang diperlukan agar tumbukan terjadi dan reaksi dapat berlangsung disebut Energi Aktisi (Ea).

Gambar: energi aktivasi

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Laju Reaksi:1. Konsentrasi Pereaksi

Berhubungan dengan teori tumbukan menyatakan bahwa : semakin besar konsentrasi, semakin besar kemungkinan terjadinya tumbukan antarmolekul yang bereaksi sehingga laju reaksi semakin cepat berlangsung.Contoh: 3M HCl lebih cepat reaksi daripada 2M HCl.

2. Suhu Dengan menggunakan teori tumbukan, jelas bahwa semakin tinggi suhu, maka molekul-molekul yang mencapai energi aktivasi semakin banyak, sehingga laju reaksi semakin cepat berlangsung.

Contoh: suhu 350C lebih cepat beraksi dari pada suhu 250C.

Rumus nilai peningkatan laju reaksi

Ket: V = laju reaksi akhirV0 = laju reaksi awalt = waktu akhirt0 = waktu awalΔv = kenaikkan laju reaksiT = suhu pada laju reaksi akhirTo = suhu pada laju reaksi awalΔT = kenaikkan suhu

Contoh soal:

Harga laju reaksi bertambah 2x jika suhu dinaikkan 100C. Reaksi A + B → C mempunyai harga laju reaksi 2x mol/L. detik pada suhu 150C. Jika reaksi tersebut dilakukan pada suhu 750C. Tentukan perubahan laju reaksinya!

Jawaban:

V = = (26) x (2X mol/L. detik) = 128 x mol/L. detik

Maka Perubahan laju reaksinya = 128x.

Tiap kenaikkan suhu 200C laju reaksi menjadi 2x lebih cepat dari semula, jika pada suhu 200C reaksi berlangsung selama 32 menit, tentukan waktu reaksi pada suhu 800C.

Jawaban:

t = = 4maka waktu reaksi pada suhu 800C adalah 4 menit.

3. LUAS PERMUKAANTeori tumbukan menjelaskan bahwa semakin luas permukaan

sentuh, semakin banyak tempat terjadinya tumbukan antaramolekul yang bereaksi, sehingga laju reaksi lebih cepat berlangsung.Contoh: 1 gr larutan zat X lebih cepat dari pada 1 gr serbuk zat X, tetapi 1 gr serbuk zat X lebih cepat bereaksi dari pada 1 gr padatan zat X.

:: Larutan > serbuk > padatan ::

4. KATALISZat yang dapat mempercepat laju reaksi dengan cara

menurunkan/memperkecil energi aktivasi.

Gambar: penurunan Ea karena penambahan katalisContoh soal:Data percobaan untuk reaksi :

A + B → hasilPerc

.Zat yang bereaksi Suhu

(0C)A B1234

1 gr serbuk1 gr larutan

1 gr padatan

1 gr larutan

1 M1 M1 M2 M

25252525

Tentukan percobaan mana yang paling cepat bereaksi dan berikan alasan!Jawab:

Percobaan 4 paling cepat bereaksi karena memiliki luas permukaan dan konsentrasi lebih besar dari pada percobaan yang lain.

C. WAKTU PARUH

Rumus waktu paruh:

Ket : Nt = zat yang tersisa setelah peluruhan.No = zat awal sebelum peluruhan.k = konstanta laju orde pertamat = waktu zat mengalami peluruhant1/2 = waktu paruh

Contoh soal: Pada suatu proses pelapukan terjadi dalam waktu 87 jam

sementara paruhnya 50 jam. Tentukan sisa zat x pada proses pelapukan!

Jawaban: Dimisalkan zat x awalnya = 100%

k = 0.01386

Nt = 30 %

Maka zat yang tersisa : 30%

Jika pada suhu tertentu sisa pelapukan zat 20% dalam 60 menit. Tentukan waktu paruh!

Zat awal sebelum peluruhan = 100%

Jawaban:

k = 0.027

t1/2 = 25,7 maka waktu paruhnya : 25,7 menit Jika pada suhu tertentu waktu paruh reaksi orde pertama 2A → 2B

+ C adalah 9 jam, maka jumlah A yang terurai dalam waktu 27 jam adalah…

Jawaban:Zat awal 100%.Zat yang terurai = zat awal- zat sisa

k = 0.077

Nt = 12,5% zat sisa

Maka zat yang terurai = zat awal-zat sisa= 100%-12,5%= 87,5%